Description :
Le secteur du bâtiment est très énergivore puisqu’il représente 40 % de l’énergie totale consommée en France. Le Grenelle de l’Environnement prévoit de réduire la consommation énergétique grâce à la réglementation thermique (RT2012). Ainsi, le développement de matériaux offrant de bonnes performances thermo-mécaniques, résistant au feu et nécessitant un procédé de fabrication peu énergivore est nécessaire. Les matériaux de construction alvéolaires à base minérale (tels que le béton cellulaire, le verre expansé, la mousse de gypse), présentent des compromis intéressants entre performances mécaniques et thermiques mais peuvent être pénalisés par un procédé de production énergivore ou par des gammes de performances trop étroites. Dans une démarche d’éco-conception, l’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les liens entre la formulation, la structure porale et les performances d’usage des mousses minérales dans le secteur constructif. Les mousses étudiées sont créées à partir de suspensions minérales intégrant dans leur formulation des adjuvants tensio-actifs ou entraîneurs d’air. Les matrices minérales envisagées correspondent à des sulfates et des sulfo-aluminates de calcium ou des alumino-silicates alcalins ne nécessitant pas de synthèse hydrothermale et ne présentant pas de dégazage. 3 méthodes de moussage très peu énergivores et réalisés à froid, pour lesquelles le laboratoire possède une certaine maîtrise pourront être utilisées : par pré-moussage, par moussage direct et selon la méthode dissociée (développée par le laboratoire). Les principaux axes du travail sont les suivants :


 Contribuer à la compréhension de la relation entre la nature du tensio-actif et son dosage sur la rhéologie et la moussabilité de la formulation. La caractérisation des tensio-actifs (nature, CMC, compatibilité…) et le recours à la rhéométrie des suspensions concentrées, à la tensiométrie, à l’analyse de profil de gouttes et de la dynamique de formation des mousses (par imagerie) sont envisagés.

 Identifier les liants minéraux les plus adaptés au procédé de moussage. L’attention se focalise sur des matrices minérales tels que le gypse (intégrant le gypse de démolition), l’anhydrite, l’ettringite, les liants alcali-activés ainsi que leurs dérivés issus d’une activation par calcination flash (technique maîtrisée par le laboratoire) faisant l’objet d’une caractérisation physico-chimiques (ATG, DRX, Fluo-X, MEB…) complète.

 Evaluer les propriétés de la structure porale des mousses durcies produites et leur lien avec les caractéristiques d’usage. Cette étape intègre l’analyse d’image en vue d’obtenir les dimensions des alvéoles, la perméamétrie au gaz ainsi que l’évaluation des propriétés thermiques et mécaniques et du comportement au feu.

Outre le fait de réduire l’impact environnemental de nos bâtiments en proposant une méthode d’optimisation de la production d’une mousse minérale répondant à un cahier des charges définissant des performances cibles en termes de densité, de structure porale, de propriétés thermiques et mécaniques, ces travaux de thèse doivent permettre d’identifier des règles d’évolution entre les caractéristiques intrinsèques de tels milieux poreux. Le Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique (LGCGM) dispose des équipements nécessaires à la réalisation de ces travaux de thèse dans ses locaux situés à l’UR1-IUT Rennes ou auprès d’unités partenaires.

Reference : Mousse Minérale : développement, structure porale et propriétés d’usage

Date de démarrage : 01 septembre 2018

Durée : 3 ans

Contacter :
Laboratoire Génie Civil – Génie Mécanique LGCGM 3913
Lanos Christophe, Phelipot-Mardelé Annabelle
https://theses.u-bretagneloire.fr/s...
email : christophe.lanos@univ-rennes1.fr
Téléphone : 02 23 23 40 67
Fax : 02 23 23 40 67
Page web : https://theses.u-bretagneloire.fr/spi/campagne-2018/